CN113985945A - 温度控制方法和烤箱 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种温度控制方法和烤箱。该方法包括设定目标温度T_目标和预热温度T_预热，加热管全功率加热至T_预热；根据设定温度T_设定确定预设加热占空比X，放入待加热物体开始加热，达到当前温度T＝T_目标‑T_惯性时，按照预设加热占空比X继续加热一个周期并计算上升速度k和下降速度p；按照预设加热占空比X继续加热两个周期得到温度T₁和T₂，比较T₁和T₂的大小，据此调整预设加热占空比X为当前加热占空比；以及实时检测温度T₃，比较T₃与T_目标的大小，调整当前加热占空比，进行循环周期加热。该方法当容积或是加热功率变化，或是环境温度变化时，可通过采集烤箱的升温，降温特性来进行温度控制，达到最好的恒温效果。

Description

温度控制方法和烤箱

技术领域

本发明涉及厨房用具领域，特别涉及一种温度控制方法和烤箱。

背景技术

现有烤箱容积大小、加热管功率大小不一，控制方法有较大差异，导致变化容积，加热管功率变化后温度控制变化较大，较难。

同时环境温度也会影响温度稳定性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种温度控制方法，该方法当容积或是加热功率变化，或是环境温度变化时，可通过采集烤箱的升温，降温特性来进行温度控制，达到最好的恒温效果。

为实现本发明目的，本发明采用如下技术方案：

根据本发明的一个方面，提供了一种温度控制方法。该方法包括设定目标温度T_目标和预热温度T_预热，加热管全功率加热至T_预热；根据设定温度T_设定确定预设加热占空比X，放入待加热物体开始加热，达到当前温度T＝T_目标-T_惯性时，按照预设加热占空比X继续加热一个周期并计算上升速度k和下降速度p；按照预设加热占空比X继续加热两个周期得到温度T₁和T₂，比较T₁和T₂的大小，据此调整预设加热占空比X为当前加热占空比；以及实时检测温度T₃，比较T₃与T_目标的大小，调整当前加热占空比，进行循环周期加热。

根据本发明的一实施方式，其中，设定目标温度T目标和预热温度T预热，加热管全功率加热至T预热包括：预热阶段，T预热＝T目标-30°，加热管全功率进行加热，当温度达到T预热时完成预热。

根据本发明的一实施方式，其中，设定目标温度T_目标和预热温度T_预热，加热管全功率加热至T_预热还包括：若加热时间超过20分钟仍无法达到T_预热，则开启报警。

根据本发明的一实施方式，其中，根据设定温度T_设定确定预设加热占空比包括：加热阶段中，T_设定为最小值100°时，预设加热占空比X为30s，周期为60s；T_设定为最大值230°时，加热管全功率加热；T_设定介于最小值和最大值之间时，预设加热占空比X为X＝30+(T_设定-100)/(230-100)*30。

根据本发明的一实施方式，其中，达到当前温度T＝T_目标-T_惯性时，按照预设加热占空比X继续加热一个周期并计算上升速度k和下降速度p包括：T_惯性取值范围为5-10°，当前温度T＝T_目标-T_惯性时，按照预设加热占空比X继续加热60s；20s后记录温度值T₀和用时t₀，计算上升速率k＝t₀/T₀-(T_目标-30+5)(s/1度)，下降速率p＝k/(x/(60-x)。

根据本发明的一实施方式，其中，按照预设加热占空比X继续加热两个周期得到温度T₁和T₂，比较T₁和T₂的大小，据此调整预设加热占空比X为当前加热占空比包括：恒温阶段中，按照预设加热占空比X加热60s，得到当前温度T₁；按照预设加热占空比X加热另一60s，得到当前温度T₂；当T₂>T₁时，需增加加热时间(T₂-T₁)*k秒，预设加热占空比X调整为Y＝x+(T₂-T₁)*k；当T₂<T₁时，需减少加热时间(T₁-T₂)*k秒，预设加热占空比X调整为Y＝x-(T₁-T₂)*k；以及当T₂＝T₁时，预设加热占空比X不调整，即Y＝X。

根据本发明的一实施方式，其中，实时检测温度T₃，比较T₃与T_目标的大小，调整当前加热占空比，进行循环周期加热包括：采集实时温度T₃；当T₃>T_目标时，需少加热(T₃-T_目标)*k秒，加热占空比Y进一步调整为Y-(T₃-T_目标)*k；当T₃<T_目标时，需多加热(T_目标-T₃)*k秒，加热占空比Y进一步调整为Y+(T_目标-T₃)*k；以及当T₃＝T_目标时，保持加热占空比Y。

根据本发明的一实施方式，其中，当T₃>T_目标时，比较Y-(T₃-T_目标)*k与2s的大小关系；若Y-(T₃-T_目标)*k<2s，则加热时间保持Y不变，停止加热时间增大为：60-Y+(T2-T目标)*p；若Y-(T₃-T_目标)*k＞＝2s，则按照Y-(T₃-T_目标)*k时间进行加热。

根据本发明的一实施方式，其中，加热管为n个，n为大于2的自然数，在加热阶段中，同一个周期内只一个加热管工作。

根据本发明的一实施方式，其中，在恒温阶段，若加热占空比为X，则加热时间为nX秒，停止时间为60-nX秒。

根据本发明的另一方面，提供了一种烤箱。该烤箱包括至少一个加热管和控制器。该控制器采取前述的温度控制方法控制所述至少一个加热管。

本发明中的一个实施例具有如下优点或有益效果：

本发明的温度控制方法可适用于不同环境及不同腔体。当烤箱容积或是加热功率变化，或是环境温度变化时，可通过采集烤箱的升温，降温特性来进行温度控制，达到最好的恒温效果。

附图说明

通过参照附图详细描述其示例实施方式，本发明的上述和其它特征及优点将变得更加明显。

图1是根据一示例性实施方式示出的一种温度控制方法的流程图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。

用语“一个”、“一”、“该”、“所述”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等。

目前，烤箱控制温度一般为100-230度，不同模式采用不同的加热管进行加热。部分模式为单个加热器，部分模式为多个，多管加热时，预热多管同时打开，之后会交替进行工作。

表1加热管加热模式情况对照表

温度设定为T_设定，温度控制以中心温度为准，温度传感器的目标温度一般与中心温度有一定偏差。因为温度传感器一般都放置在烤箱的边侧，而不是中心位置。

首先需要对腔体进行采集计算，如下表2所示温度设定越高，稳定时加热占空比越大，下表占空比周期为60s，即100度为加热4s，停止56s。温度越高稳定后的温度偏差越大。由于蒸烤箱温度安装在上部，与中心烤食物区存在温度偏差，如100度稳定时温度偏差10度，230度时，偏差38度，100-230之间基本成线性，T_目标＝T_设定-(T_设定-100)*(38-10)/(230-100)+10。

表2温度传感器测量温度与中心温度和占空比的对照表

如图1所示，图1示出了本发明提供的一种温度控制方法的流程图。

本发明实施例的温度控制方法包括：

S1-设定目标温度T_目标和预热温度T_预热，加热管全功率加热至T_预热；

S2-根据设定温度T_设定确定预设加热占空比X，放入待加热物体开始加热，达到当前温度T＝T_目标-T_惯性时，按照预设加热占空比X继续加热一个周期并计算上升速度k和下降速度p；

S3-按照预设加热占空比X继续加热两个周期得到温度T₁和T₂，比较T₁和T₂的大小，据此调整预设加热占空比X为当前加热占空比；以及

S4-实时检测温度T₃，比较T₃与T_目标的大小，调整当前加热占空比，进行循环周期加热。

其中，烤箱加热的温度控制方法包括了预热阶段、加热阶段、恒温控制阶段。预热阶段加热管全功率开启加热，这个阶段并不放入待加热的物体比如食物等。加热阶段中将待加热物体放入烤箱，并按照预设占空比加热到预设温度。加热达到预设温度后，需要继续保持该温度一段时间。实时检测温度，并根据温差调整预设占空比，保证温度平稳。

在本发明的一个优选实施例中，设定目标温度T_目标和预热温度T_预热，加热管全功率加热至T_预热包括：预热阶段，T_预热＝T_目标-30°，加热管全功率进行加热，当温度达到T_预热时完成预热。

如图1所示，预热温度与目标温度之间的差值为30°。设定预热温度的目的就是在待加热物体放入的时候烤箱已经有一定的温度值，这样可以减少温度变化。

在本发明的一个优选实施例中，设定目标温度T_目标和预热温度T_预热，加热管全功率加热至T_预热还包括：若加热时间超过20分钟仍无法达到T_预热，则开启报警。

其中，长时间20分钟到达不了T目标-30度则认为加热管失效或是损坏，报警提示。

在本发明的一个优选实施例中，根据设定温度T_设定确定预设加热占空比包括：加热阶段中，T_设定为最小值100°时，预设加热占空比X为30s，周期为60s；T_设定为最大值230°时，加热管全功率加热；T_设定介于最小值和最大值之间时，预设加热占空比X为X＝30+(T_设定-100)/(230-100)*30。

其中，烤箱加热温度常规设在100°到230°之间。加热设定温度不同其预设加热占空比也不同。

在本发明的一个优选实施例中，达到当前温度T＝T_目标-T_惯性时，按照预设加热占空比X继续加热一个周期并计算上升速度k和下降速度p包括：T_惯性取值范围为5-10°，当前温度T＝T_目标-T_惯性时，按照预设加热占空比X继续加热60s；20s后记录温度值T₀和用时t₀，计算上升速率k＝t₀/T₀-(T_目标-30+5)(s/1度)，下降速率p＝k/(x/(60-x)。

如图1所示，由于温度上升有惯性，故一般会上冲5-10度，本发明以5度进行计算，当T≥T_目标-5时，停止加热，之后温度会继续上升约30s，20s后记录此温度值T0(30s后会快速下降，故在20s时提前进入下一步),进入下一个阶段，温度上升T₀-(T_目标-30+5)，耗时t₀，故上升速度k＝t₀/T₀-(T_目标-30+5)(s/1度)，如程序预设占空比为加X，停60-X，则下降速度设为p，则k/p＝x/(60-x)，求得p＝k/(x/(60-x))。。

在本发明的一个优选实施例中，按照预设加热占空比X继续加热两个周期得到温度T₁和T₂，比较T₁和T₂的大小，据此调整预设加热占空比X为当前加热占空比包括：恒温阶段中，按照预设加热占空比X加热60s，得到当前温度T₁；按照预设加热占空比X加热另一60s，得到当前温度T₂；当T₂>T₁时，需增加加热时间(T₂-T₁)*k秒，预设加热占空比X调整为Y＝x+(T₂-T₁)*k；当T₂<T₁时，需减少加热时间(T₁-T₂)*k秒，预设加热占空比X调整为Y＝x-(T₁-T₂)*k；以及当T₂＝T₁时，预设加热占空比X不调整，即Y＝X。

其中，预设占空比偏差计算包括使用程序预设占空比进行1个周期加热，100度为加x＝4，230度为x＝20，中间温度如上表成线性关系，记录当前温度T1。再使用程序预设占空比进行1个周期加热，100度为加x＝4，230度为x＝20，中间温度如上表成线性关系，记录当前温度T2。当T2＞T1时，则认为温度在处于下降趋势，下降温度值为T2-T1,则此时需要加热才能保证不下降，加热时间(T2-T1)*k(s)，故预设占空比为加(x+(T2-T1)*k)，停60-x-(T2-T1)*k。当T2<T1时，则认为温度在处于上升趋势，上升温度值为T2-T1,则此时需要少加热才保证不升温，故加热需要减少时间(T1-T2)*k(s)，故预设占空比为加(x-(T1-T2)*k)，停60-x+(T1-T2)*k。

在本发明的一个优选实施例中，实时检测温度T₃，比较T₃与T_目标的大小，调整当前加热占空比，进行循环周期加热包括：采集实时温度T₃；当T₃>T_目标时，需少加热(T₃-T_目标)*k秒，加热占空比Y进一步调整为Y-(T₃-T_目标)*k；当T₃<T_目标时，需多加热(T_目标-T₃)*k秒，加热占空比Y进一步调整为Y+(T_目标-T₃)*k；以及当T₃＝T_目标时，保持加热占空比Y。当T₃>T目标时，比较Y-(T₃-T_目标)*k与2s的大小关系；若Y-(T₃-T_目标)*k<2s，则加热时间保持Y不变，停止加热时间增大为：60-Y+(T₂-T_目标)*p；若Y-(T₃-T_目标)*k＞＝2s，则按照Y-(T₃-T_目标)*k时间进行加热。

如图1所示，采集最新温度值T₃。当T₃>T目标时，则认为温度超出目标值时，需要减少温度T₃-T目标，故需要少加热(T₃-T_目标)*k，故此次加热占空比为:加热Y-(T₃-T_目标)*k，停60-Y+(T₃-T_目标)*k，(1)当加热时间Y-(T₃-T_目标)*k＜2s时，加热时间保持Y不变，停止加热时间增大为：60-Y+(T₃-T_目标)*p，即超温时，加长停止时间，使得温度降低(T₃-T_目标)，周期加热完后返回采集最新温度步骤；(2)当加热时间Y-(T₃-T_目标)*k＞＝2s时此时间进行加热，加热完后返回采集最新温度步骤。当T₃<T_目标时，则认为温度小于目标值时，需要增大温度T_目标-T₃，故需要多加热(T_目标-T₃)*k，故此次加热占空比为:加热Y+(T_目标-T₃)*k停60-Y，加热完后返回采集最新温度步骤。当T₃＝T_目标时，保持加Y，停60-Y，加热完后返回采集最新温度步骤。

此外，当设定温度变化大于20度时，返回预设占空比偏差计算进行计算。温度控制过程出现温度>T_目标+20或<T_目标-20时，返回预设占空比偏差计算进行计算。

在本发明的一个优选实施例中，加热管为n个，n为大于2的自然数，在加热阶段中，同一个周期内只一个加热管工作。在恒温阶段，若加热占空比为X，则加热时间为nX秒，停止时间为60-nX秒。

如图1所示，加热管为多个时，预热阶段同时打开，快速提升温度。加热阶段，例如采用2个加热管的情况，如果单管为30s开，30s停时，则管1加30s，管2加30s，等效管1、2，同时开30s，但分开温度更为均匀。恒温阶段，占空比X，停60-X，2个加热管时，可变化加热管1：X s管2：Xs，停60-2X。

本发明实施例的烤箱包括至少一个加热管和控制器。该控制器采用前述的温度控制方法控制该至少一个加热管。

本发明的温度控制方法可适用于不同环境及不同腔体。当烤箱容积或是加热功率变化，或是环境温度变化时，可通过采集烤箱的升温，降温特性来进行温度控制，达到最好的恒温效果。

在本发明实施例中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可折卸连接，或一体地连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。

本发明实施例的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明实施例的限制。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一个优选实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上仅为本发明实施例的优选实施例而已，并不用于限制本发明实施例，对于本领域的技术人员来说，本发明实施例可以有各种更改和变化。凡在本发明实施例的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明实施例的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种温度控制方法，其特征在于，包括：

设定目标温度T_目标和预热温度T_预热，加热管全功率加热至T_预热；

根据设定温度T_设定确定预设加热占空比X，放入待加热物体开始加热，达到当前温度T＝T_目标-T_惯性时，按照预设加热占空比X继续加热一个周期并计算上升速度k和下降速度p；

按照预设加热占空比X继续加热两个周期得到温度T₁和T₂，比较T₁和T₂的大小，据此调整预设加热占空比X为当前加热占空比；以及

实时检测温度T₃，比较T₃与T_目标的大小，调整当前加热占空比，进行循环周期加热。

2.根据权利要求1所述的温度控制方法，其特征在于，设定目标温度T_目标和预热温度T_预热，加热管全功率加热至T_预热包括：预热阶段，T_预热＝T_目标-30°，加热管全功率进行加热，当温度达到T_预热时完成预热。

3.根据权利要求2所述的温度控制方法，其特征在于，设定目标温度T_目标和预热温度T_预热，加热管全功率加热至T_预热还包括：若加热时间超过20分钟仍无法达到T_预热，则开启报警。

4.根据权利要求1所述的温度控制方法，其特征在于，根据设定温度T_设定确定预设加热占空比包括：加热阶段中，

T_设定为最小值100°时，预设加热占空比X为30s，周期为60s；

T_设定为最大值230°时，加热管全功率加热；

T_设定介于最小值和最大值之间时，预设加热占空比X为X＝30+(T_设定-100)/(230-100)*30。

5.根据权利要求4所述的温度控制方法，其特征在于，达到当前温度T＝T_目标-T_惯性时，按照预设加热占空比X继续加热一个周期并计算上升速度k和下降速度p包括：

T_惯性取值范围为5-10°，当前温度T＝T_目标-T_惯性时，按照预设加热占空比X继续加热60s；

20s后记录温度值T₀和用时t₀，计算上升速率k＝t₀/T₀-(T_目标-30+5)(s/1度)，下降速率p＝k/(x/(60-x)。

6.根据权利要求1所述的温度控制方法，其特征在于，按照预设加热占空比X继续加热两个周期得到温度T₁和T₂，比较T₁和T₂的大小，据此调整预设加热占空比X为当前加热占空比包括：恒温阶段中，

按照预设加热占空比X加热60s，得到当前温度T₁；

按照预设加热占空比X加热另一60s，得到当前温度T₂；

当T₂>T₁时，需增加加热时间(T₂-T₁)*k秒，预设加热占空比X调整为Y＝x+(T₂-T₁)*k；

当T₂<T₁时，需减少加热时间(T₁-T₂)*k秒，预设加热占空比X调整为Y＝x-(T₁-T₂)*k；以及

当T₂＝T₁时，预设加热占空比X不调整，即Y＝X。

7.根据权利要求6所述的温度控制方法，其特征在于，实时检测温度T₃，比较T₃与T_目标的大小，调整当前加热占空比，进行循环周期加热包括：

采集实时温度T₃；

当T₃>T_目标时，需少加热(T₃-T_目标)*k秒，加热占空比Y进一步调整为Y-(T₃-T_目标)*k；

当T₃<T_目标时，需多加热(T_目标-T₃)*k秒，加热占空比Y进一步调整为Y+(T_目标-T₃)*k；以及

当T₃＝T_目标时，保持加热占空比Y。

8.根据权利要求7所述的温度控制方法，其特征在于，

当T₃>T_目标时，比较Y-(T₃-T_目标)*k与2s的大小关系；

若Y-(T₃-T_目标)*k<2s，则加热时间保持Y不变，停止加热时间增大为：60-Y+(T2-T目标)*p；

若Y-(T₃-T_目标)*k＞＝2s，则按照Y-(T₃-T_目标)*k时间进行加热。

9.根据权利要求1所述的温度控制方法，其特征在于，加热管为n个，n为大于2的自然数，在加热阶段中，同一个周期内只一个加热管工作。

10.根据权利要求9所述的温度控制方法，其特征在于，在恒温阶段，若加热占空比为X，则加热时间为nX秒，停止时间为60-nX秒。

11.一种烤箱，其特征在于，包括：

至少一个加热管；以及

控制器，采用前述权利要求1至10中任一项所述的温度控制方法控制所述至少一个加热管。

Images